Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm: Phương trình phản ứng MnO2 + HCl

Một trong những phương trình phản ứng điều chế Clo trong phòng thí nghiệm là MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O. Phản ứng này được thực hiện bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch axit HCl đậm đặc với chất có khả năng oxy hóa mạnh như mangan đioxit.

1. Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm

Để điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm, người ta thường sử dụng một chất oxi hóa mạnh như mangan dioxit rắn hoặc kali penmanganat rắn. Khi sử dụng mangan dioxit, cần có xúc tác nhiệt độ, trong khi khi sử dụng kali penmanganat, có thể đun hoặc không đun nóng.

2. Điều kiện để phản ứng MnO2 ra Cl2

Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình phản ứng này. Khi đun nóng dung dịch axit HCl đậm đặc với mangan đioxit, nhiệt độ càng cao thì phản ứng càng diễn ra mạnh mẽ và nhanh chóng.

3. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng cách nào?

Để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm, người ta thường cho axit clohydric đặc tác dụng với một chất oxi hóa mạnh như mangan dioxit rắn hoặc kali penmanganat rắn. Nếu sử dụng mangan dioxit, cần có xúc tác nhiệt độ, trong khi khi sử dụng kali penmanganat, có thể đun hoặc không đun nóng.

Vì khí clo thu được sau phản ứng thường bị lẫn tạp chất là khí hiđro clorua và hơi nước, nên để điều chế khí clo nguyên chất, người thực hiện sẽ dẫn khí qua các bình rửa khí có chứa dung dịch NaCl để giữ lại HCl và chứa H2SO4 đặc để giữ hơi nước.

Phương trình phản ứng MnO2 + 4HCl → MnCl­2 + Cl2 + 2H2O.

Phương trình phản ứng MnO2 + 4HCl → MnCl­2 + Cl2 + 2H2O: Để điều chế Clo từ HCl và MnO2 trong phòng thí nghiệm, ta cần dùng 4 phần HCl tác dụng với 1 phần MnO2. Kết quả của phản ứng này là thu được MnCl2, Cl2 và H2O.

4. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế Clo người ta dùng MnO2 với vai trò là:
A. Chất xúc tác
B. Chất oxi hóa
C. Chất khử
D. Vừa là chất oxi hóa, vừa khử.

Câu 2. Để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm cần dùng các hóa chất:
A. KMnO4 và NaCl.
B. MnO2 và dung dịch HCl đặc.
C. Điện phân nóng chảy NaCl.
D. Cho H2 tác dụng với Cl2 có ánh sáng.

Câu 3. Nước clo có chứa những chất nào sau đây:
A. H2O, Cl2, HCl, HClO
B. HCl, HClO
C. Cl2, HCl, H2O
D. Cl2, HCl, HClO

Câu 4. Để thu được khí Cl2 tinh khiết người ta sử dụng hóa chất nào sau đây:
A. H2SO4 đặc
B. Ca(OH)2
C. H2O
D. NaCl

Câu 5. Điều chế Clo từ HCl và MnO2. Cho toàn bộ khí Cl2 điều chế được qua dung dịch NaI, sau phản ứng thấy có 25,4 gam I2 sinh ra. Khối lượng HCl đã dùng là:
A. 9,1 gam
B. 14,6 gam
C. 7,3 gam
D. 12,5 gam

Câu 6. Hỗn hợp khí X gồm O2, Cl2, CO2, SO2. Để thu được O2 tinh khiết, người ta dẫn X qua:
A. nước brom
B. dung dịch KOH
C. dung dịch HCl
D. nước clo

Câu 7. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế Clo bằng cách:
A. điện phân nóng chảy NaCl.
B. cho dung dịch HCl đặc tác dụng với MnO2, đun nóng.
C. điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
D. cho F2 đẩy Cl2 ra khỏi dung dịch NaCl.

Câu 8. Cho 29,2 gam HCl tác dụng hết với KMnO4, thu được V lít khí Cl2 (đktc). Giá trị của V là
A. 8,96
B. 17,92
C. 5,60
D. 11,20

Câu 9. Có các nhận xét sau về clo và hợp chất của clo:

1. Nước zaven có khả năng tẩy mầu và sát khuẩn.
2. Cho giấy quì tím vào dung dịch nước clo thì quì tím chuyển mầu hồng sau đó lại mất mầu.
3. Trong phản ứng của HCl với MnO2 thì HCl đóng vai trò là chất bị khử.
4. Trong công nghiệm Cl2 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl (màng ngăn, điện cực trơ)
   Trong các nhận xét trên, số nhận xét đúng là:
   A. 2.
   B. 3.
   C. 4.
   D. 1.

Câu 10. Để phân biệt dung dịch NaCl với dung dịch NaNO3 người ta dùng dung dịch nào dưới đây:
A. Qùy tím
B. Phenolphtalein
C. AgNO3
D. BaCl2

Câu 11. Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được thu bằng phương pháp dời chỗ của nước. Phương pháp này dựa vào tính chất nào sau đây của oxi?
A. Tan tốt trong nước.
B. Ít tan trong nước.
C. Tính oxi hóa mạnh.
D. Nặng hơn không khí.

Câu 12. Người ta thu khí oxi bằng cách đẩy không khí là dựa vào tính chất nào?
A. Oxi tan trong nước
B. Oxi nặng hơn không khí
C. Oxi không mùi, màu, vị
D. Khí oxi dễ trộn lẫn trong không khí

Câu 13. Cho các nội dung nhận định về clo sau:

1. Nước Javen có khả năng tẩy màu và sát khuẩn.
2. Cho giấy quì tím vào dung dịch nước clo thì quì tím chuyển màu hồng sau đó lại mất màu.
3. Trong phản ứng của HCl với MnO2 thì HCl đóng vai trò là chất bị khử.
   4)Trong công nghiệm Cl2 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl (màng ngăn,
   điện cực trơ)
   Trong các nhận định trên, số nhận xét đúng là:
   A. 2.
   B. 3.
   C. 4.
   D. 1.

Câu 14. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(a) Sục khí Cl2 vào dung dịch NaOH.
(b) Cho S tác dụng với H2SO4 đặc nóng
(c) Cho SO2 vào dung dịch KMnO4
(d) Cho SiO2 vào dung dịch HF.
Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm có phản ứng oxi hóa – khử xảy ra là
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4

Câu 15. Cho 3,16 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl (dư), sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì số mol HCl bị oxi hoá là
A. 0,05
B. 0,1
C. 0,02
D. 0,16

Câu 16. Đốt cháy bột Al trong bình khí Cl2 dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn khối lượng chất rắn trong bình tăng 4,26 g. Khối lượng Al đã phản ứng là
A. 2,16 g.
B. 1,62 g.
C. 1,08 g.
D. 3,24 g.

Hãy tham gia trả lời các câu hỏi trên để kiểm tra kiến thức của mình về việc điều chế Clo trong phòng thí nghiệm. Đừng quên ghé thăm website fptskillking.edu.vn để cập nhật thêm nhiều thông tin thú vị về ngành công nghệ thông tin và điều chế hóa chất.